Giải mã những "hố tử thần" khổng lồ bí ẩn ở Siberia

Các nhà khoa học xác định có một luồng khí mê-tan cực mạnh đã ném băng và đá cách xa hàng trăm mét để lại một lỗ hổng hình tròn kì lạ.

Đây là lỗ thứ 17 xuất hiện ở bán đảo Yamal và Gyda xa xôi ở Bắc Cực của Nga kể từ lần đầu tiên được phát hiện vào năm 2013, khiến các nhà khoa học tỏ ra khá hoang mang. Các miệng núi lửa được cho là có liên quan đến biến đổi khí hậu.

Mới đây, sau khi sử dụng kỹ thuật chụp ảnh bằng máy bay không người lái, mô hình 3D và trí tuệ nhân tạo đã giúp tiết lộ bí mật đằng sau những lỗ hổng này.

Đây cũng là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu có thể bay một chiếc máy bay không người lái vào sâu trong miệng núi lửa nằm cách mặt đất từ 10 đến 15 mét, cho phép họ chụp được hình dạng của khoang ngầm nơi khí mê-tan tích tụ.

Máy bay không người lái đã chụp khoảng 80 hình ảnh giúp các nhà nghiên cứu xây dựng mô hình 3D của miệng núi lửa, sâu 30 mét.

Tác giả nghiên cứu Igor Bogoyavlensky thuộc Viện Nghiên cứu Dầu khí, Viện Hàn lâm Khoa học Nga, từng là phi công lái máy bay không người lái cho biết anh phải nằm xuống rìa miệng núi lửa sâu 10 tầng và dang tay qua mép để điều khiển máy bay không người lái.

"Ba lần chúng tôi suýt đánh mất nó, nhưng đã thành công trong việc lấy dữ liệu cho mô hình 3D", Igor Bogoyavlensky cho biết.

Mô hình cho thấy các hang động bất thường ở phần dưới của miệng núi lửa, phần lớn xác nhận những gì các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết cho rằng khí mê-tan tích tụ trong một khoang trong băng, tạo ra một gò đất xuất hiện ở mặt đất. Gò lớn dần về kích trước trước khi thổi bay băng và các mảnh vỡ khác trong một vụ nổ, để lại miệng núi lửa khổng lồ.

Vẫn chưa rõ ràng về nguồn gốc của khí mê-tan. Nó có thể đến từ các lớp sâu bên trong Trái đất hoặc gần bề mặt hơn hoặc là sự kết hợp của cả hai.

Chuvilin cho biết thêm: "Thay đổi khí hậu có tác động đến xác suất các hố phun khí xuất hiện trong lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực".

Với việc sử dụng hình ảnh vệ tinh, các nhà nghiên cứu cũng có thể xác định thời điểm hình thành miệng núi lửa. Họ tin rằng gò đất sẽ nổ tung vào một thời điểm nào đó từ ngày 15 tháng 5 đến ngày 9 tháng 6 năm 2020. Trong khi đó, miệng núi lửa được phát hiện lần đầu tiên trong một chuyến bay trực thăng vào ngày 16 tháng 7 năm 2020.

Theo Chuvilin, thời điểm không phải ngẫu nhiên. Đây là thời điểm trong năm khi có rất nhiều dòng năng lượng Mặt trời, khiến tuyết tan chảy và các lớp trên của mặt đất nóng lên. Điều đó gây ra những thay đổi về đặc tính và hành vi của chúng.

Mặc dù những miệng núi lửa này đã xuất hiện ở một khu vực dân cư rất thưa thớt, nhưng chúng lại gây ra rủi ro cho người bản địa và cơ sở hạ tầng dầu khí. Các lỗ này thường được tìm thấy một cách tình cờ trong các chuyến bay trực thăng hoặc do những người chăn tuần lộc.

Mặc dù 17 miệng núi lửa đã được ghi nhận cho đến nay nhưng vẫn chưa biết tổng cộng có bao nhiêu hố hoặc khi nào cái tiếp theo có thể nổ tung.

Các nhà khoa học vẫn chưa có công cụ tốt để phát hiện và lập bản đồ các miệng hố phát thải khí, mặc dù một nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu Woodwell ở Massachusetts đang cố gắng thay đổi điều đó.

Để ghi lại những thay đổi trong cảnh quan Bắc Cực cùng dự đoán nơi miệng núi lửa tiếp theo có thể xảy ra, các nhà nghiên cứu đã nghĩ ra một thuật toán để định lượng những thay đổi đối với các đặc điểm như chiều cao của các gò cùng sự mở rộng hoặc thu nhỏ của các hồ trên bán đảo Yamal và Gyda .

Mô hình của các nhà khoa học dự đoán chính xác tất cả bảy miệng núi lửa đã được các nhà khoa học báo cáo vào năm 2017 và tiết lộ sự hình thành của ba miệng núi lửa mới.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các miệng núi lửa chỉ là một dấu hiệu đáng lo ngại cho thấy vùng cực bắc của hành tinh chúng ta đang trải qua những thay đổi căn bản.

Khoảng 5% trong số 327.000 km vuông mà nhóm khảo sát đã chứng kiến những thay đổi đột ngột về cảnh quan từ năm 1984 đến năm 2017. Những thay đổi này bao gồm sụt lở mặt đất, hình thành các hồ mới và sự biến mất của những hồ khác, cộng với sự xói mòn của các khúc cua sông được xuất bản trên tạp chí Geosciences.